当我的新经理要我帮助一位年轻的工程师解决她遇到的问题时，我已经在一家IC设计公司担任资深设计工程师达两周。这位年轻工程师的硅晶(silicon)刚从制造商那边送回来，但其内部稳压器正在振荡，这是先前设计的一个问题，且团队因为问题未解而感到心烦意乱。
我们在她的办公室讨论了这个问题。相位裕度、负载电容、制程限制…等一切似乎都很好。我查看了她的模拟，也没有发现任何问题。然后我问：「你确定硅晶正在振荡吗？」
她带我去了实验室，将芯片安装在评估板上。她将示波器探棒放在她芯片的内部稳压器输出接脚上，且示波器确实显示了一个很好的100kHz正弦波，振幅为1Vpp。
然而，令人怀疑的是，这个正弦波没有明显的失真。通常，振荡调节器会显示更接近方波或高度失真正弦波的现象。我把手指放在稳压器的输出上，注意到频率或波形没有变化。我们在稳压器的输出端增加了一个4.7µF电容，但同样的，频率和形状也没有改变。现在我真的觉得很可疑…
我告诉她从电路板上检查芯片的电源。看吧！这100kHz正弦波位于3.3V DC的顶端，究竟发生了什么事？她说，其他人告诉她，电源受到调节器振荡负载的影响。振荡负载可能会在电源端上产生100kHz正弦波，但我看不出她的稳压器如何产生如此低失真的正弦波，其频率与负载电容无关。
查看评估板的原理图，我看到电源由线性稳压器、2.2µF陶瓷电容和铁氧体磁珠组成。我查了铁氧体磁珠的零件编号，发现它的电感为1µH，现在问题很明显了…1µH电感和2.2µF电容以100kHz的频率谐振，且电路板的线性稳压器在振荡。去除了铁氧体磁珠后，一切都变得很好。
当我询问开发板设计师为什么添加铁氧体磁珠时，他回答说该电路已经在以前的电路板上已经使用了很多年。问题是，这些年来技术已经产生了变化，原始的开发板使用了电解电容和100nH铁氧体磁珠，与目前使用的现代陶瓷电容相比，电解电容具有较高的串联电阻，幅度提高了两个数量级。我还问了为什么他们增加了铁氧体磁珠的电感，并被告知新的电感具有与原始尺寸相同的更大电感，并且在频率 > 10MHz时衰减更大。
铁氧体磁珠用在衰减 > 10MHz的干扰/无用的讯号方面非常有效，因为在这些频率以上它们是有损耗的。但是，在较低频率(100kHz)下，它们没有损耗。
在新开发板上的电路中，2.2µF电容和1µH电感形成了一个High-Q谐振电路，该电路板的线性稳压器的反馈回路无法处理，因此产生了振荡。较小的100nH电感将谐振频率提高到1MHz，这是在铁氧体变得有损耗且电路Q值低得多的范围内，因此线性稳压器在旧电路板设计中是稳定的。
请注意：你的新IC设计的开发板也是新设计。
(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版，参考链接： Tracking down a misplaced oscillation， EDN Taiwan Anthea Chuang编译)
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